Add plugin functionality for link-time optimization (LTO).
[external/binutils.git] / gold / plugin.h
1 // plugin.h -- plugin manager for gold      -*- C++ -*-
2
3 // Copyright 2008 Free Software Foundation, Inc.
4 // Written by Cary Coutant <ccoutant@google.com>.
5
6 // This file is part of gold.
7
8 // This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9 // it under the terms of the GNU General Public License as published by
10 // the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
11 // (at your option) any later version.
12
13 // This program is distributed in the hope that it will be useful,
14 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16 // GNU General Public License for more details.
17
18 // You should have received a copy of the GNU General Public License
19 // along with this program; if not, write to the Free Software
20 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street - Fifth Floor, Boston,
21 // MA 02110-1301, USA.
22
23 #ifndef GOLD_PLUGIN_H
24 #define GOLD_PLUGIN_H
25
26 #include <list>
27 #include <string>
28
29 #include "object.h"
30 #include "plugin-api.h"
31 #include "workqueue.h"
32
33 namespace gold
34 {
35
36 class General_options;
37 class Input_file;
38 class Input_objects;
39 class Symbol_table;
40 class Layout;
41 class Dirsearch;
42 class Mapfile;
43 class Task_token;
44 class Pluginobj;
45
46 // This class represents a single plugin library.
47
48 class Plugin
49 {
50  public:
51   Plugin(const char* args)
52     : handle_(NULL),
53       args_(args),
54       claim_file_handler_(NULL),
55       all_symbols_read_handler_(NULL),
56       cleanup_handler_(NULL)      
57   { }
58
59   ~Plugin()
60   { }
61
62   // Load the library and call its entry point.
63   void
64   load();
65
66   // Call the claim-file handler.
67   bool
68   claim_file(struct ld_plugin_input_file *plugin_input_file);
69
70   // Call the all-symbols-read handler.
71   void
72   all_symbols_read();
73
74   // Call the cleanup handler.
75   void
76   cleanup();
77
78   // Register a claim-file handler.
79   void
80   set_claim_file_handler(ld_plugin_claim_file_handler handler)
81   { this->claim_file_handler_ = handler; }
82
83   // Register an all-symbols-read handler.
84   void
85   set_all_symbols_read_handler(ld_plugin_all_symbols_read_handler handler)
86   { this->all_symbols_read_handler_ = handler; }
87
88   // Register a claim-file handler.
89   void
90   set_cleanup_handler(ld_plugin_cleanup_handler handler)
91   { this->cleanup_handler_ = handler; }
92
93  private:
94   Plugin(const Plugin&);
95   Plugin& operator=(const Plugin&);
96
97   // The shared library handle returned by dlopen.
98   void* handle_;
99   // The argument string given to --plugin.
100   const char* args_;
101   // The plugin's event handlers.
102   ld_plugin_claim_file_handler claim_file_handler_;
103   ld_plugin_all_symbols_read_handler all_symbols_read_handler_;
104   ld_plugin_cleanup_handler cleanup_handler_;
105 };
106
107 // A manager class for plugins.
108
109 class Plugin_manager
110 {
111  public:
112   Plugin_manager(const General_options& options)
113     : plugins_(), in_replacement_phase_(false), options_(options),
114       workqueue_(NULL), input_objects_(NULL), symtab_(NULL), layout_(NULL),
115       dirpath_(NULL), mapfile_(NULL), this_blocker_(NULL)
116   { this->current_ = plugins_.end(); }
117
118   ~Plugin_manager();
119
120   // Add a plugin library.
121   void
122   add_plugin(const char* args)
123   { this->plugins_.push_back(new Plugin(args)); }
124
125   // Load all plugin libraries.
126   void
127   load_plugins();
128
129   // Call the plugin claim-file handlers in turn to see if any claim the file.
130   Pluginobj*
131   claim_file(Input_file *input_file, off_t offset, off_t filesize);
132
133   // Call the all-symbols-read handlers.
134   void
135   all_symbols_read(Workqueue* workqueue, Input_objects* input_objects,
136                    Symbol_table* symtab, Layout* layout, Dirsearch* dirpath,
137                    Mapfile* mapfile, Task_token** last_blocker);
138
139   // Call the cleanup handlers.
140   void
141   cleanup();
142
143   // Register a claim-file handler.
144   void
145   set_claim_file_handler(ld_plugin_claim_file_handler handler)
146   {
147     gold_assert(this->current_ != plugins_.end());
148     (*this->current_)->set_claim_file_handler(handler);
149   }
150
151   // Register an all-symbols-read handler.
152   void
153   set_all_symbols_read_handler(ld_plugin_all_symbols_read_handler handler)
154   {
155     gold_assert(this->current_ != plugins_.end());
156     (*this->current_)->set_all_symbols_read_handler(handler);
157   }
158
159   // Register a claim-file handler.
160   void
161   set_cleanup_handler(ld_plugin_cleanup_handler handler)
162   {
163     gold_assert(this->current_ != plugins_.end());
164     (*this->current_)->set_cleanup_handler(handler);
165   }
166
167   // Make a new Pluginobj object.  This is called when the plugin calls
168   // the add_symbols API.
169   Pluginobj*
170   make_plugin_object(unsigned int handle);
171
172   // Return the Pluginobj associated with the given HANDLE.
173   Pluginobj*
174   object(unsigned int handle) const
175   {
176     if (handle >= this->objects_.size())
177       return NULL;
178     return this->objects_[handle];
179   }
180
181   // Add a new input file.
182   ld_plugin_status
183   add_input_file(char *pathname);
184
185   // Return TRUE if we are in the replacement phase.
186   bool
187   in_replacement_phase() const
188   { return this->in_replacement_phase_; }
189
190  private:
191   Plugin_manager(const Plugin_manager&);
192   Plugin_manager& operator=(const Plugin_manager&);
193
194   typedef std::list<Plugin*> Plugin_list;
195   typedef std::vector<Pluginobj*> Object_list;
196
197   // The list of plugin libraries.
198   Plugin_list plugins_;
199   // A pointer to the current plugin.  Used while loading plugins.
200   Plugin_list::iterator current_;
201
202   // The list of plugin objects.  The index of an item in this list
203   // serves as the "handle" that we pass to the plugins.
204   Object_list objects_;
205
206   // The file currently up for claim by the plugins.
207   Input_file* input_file_;
208   struct ld_plugin_input_file plugin_input_file_;
209
210   // TRUE after the all symbols read event; indicates that we are
211   // processing replacement files whose symbols should replace the
212   // placeholder symbols from the Pluginobj objects.
213   bool in_replacement_phase_;
214
215   const General_options& options_;
216   Workqueue* workqueue_;
217   Input_objects* input_objects_;
218   Symbol_table* symtab_;
219   Layout* layout_;
220   Dirsearch* dirpath_;
221   Mapfile* mapfile_;
222   Task_token* this_blocker_;
223 };
224
225
226 // An object file claimed by a plugin.  This is an abstract base class.
227 // The implementation is the template class Sized_pluginobj.
228
229 class Pluginobj : public Object
230 {
231  public:
232
233   typedef std::vector<Symbol*> Symbols;
234
235   Pluginobj(const std::string& name, Input_file* input_file, off_t offset);
236
237   // Fill in the symbol resolution status for the given plugin symbols.
238   ld_plugin_status
239   get_symbol_resolution_info(int nsyms, ld_plugin_symbol* syms) const;
240
241   // Add symbol information to the global symbol table.
242   void
243   add_symbols(Symbol_table* symtab, Layout* layout)
244   { this->do_add_symbols(symtab, layout); }
245
246   // Store the incoming symbols from the plugin for later processing.
247   void
248   store_incoming_symbols(int nsyms, const struct ld_plugin_symbol* syms)
249   {
250     this->nsyms_ = nsyms;
251     this->syms_ = syms;
252   }
253
254   // Return TRUE if the comdat group with key COMDAT_KEY from this object
255   // should be kept.
256   bool
257   include_comdat_group(std::string comdat_key, Layout* layout);
258
259  protected:
260   // Return TRUE if this is an object claimed by a plugin.
261   virtual Pluginobj*
262   do_pluginobj()
263   { return this; }
264
265   // Add symbol information to the global symbol table--implemented by
266   // child class.
267   virtual void
268   do_add_symbols(Symbol_table*, Layout*) = 0;
269
270   // The number of symbols provided by the plugin.
271   int nsyms_;
272   
273   // The symbols provided by the plugin.
274   const struct ld_plugin_symbol* syms_;
275
276   // The entries in the symbol table for the external symbols.
277   Symbols symbols_;
278
279  private:
280   // Map a comdat key symbol to a boolean indicating whether the comdat
281   // group in this object with that key should be kept.
282   typedef Unordered_map<std::string, bool> Comdat_map;
283   Comdat_map comdat_map_;
284 };
285
286 // A plugin object, size-specific version.
287
288 template<int size, bool big_endian>
289 class Sized_pluginobj : public Pluginobj
290 {
291  public:
292   Sized_pluginobj(const std::string& name, Input_file* input_file,
293                   off_t offset);
294
295   // Read the symbols.
296   void
297   do_read_symbols(Read_symbols_data*);
298
299   // Lay out the input sections.
300   void
301   do_layout(Symbol_table*, Layout*, Read_symbols_data*);
302
303   // Add the symbols to the symbol table.
304   void
305   do_add_symbols(Symbol_table*, Read_symbols_data*);
306
307   void
308   do_add_symbols(Symbol_table*, Layout*);
309
310   // Get the size of a section.
311   uint64_t
312   do_section_size(unsigned int shndx);
313
314   // Get the name of a section.
315   std::string
316   do_section_name(unsigned int shndx);
317
318   // Return a view of the contents of a section.
319   Object::Location
320   do_section_contents(unsigned int shndx);
321
322   // Return section flags.
323   uint64_t
324   do_section_flags(unsigned int shndx);
325
326   // Return section address.
327   uint64_t
328   do_section_address(unsigned int shndx);
329
330   // Return section type.
331   unsigned int
332   do_section_type(unsigned int shndx);
333
334   // Return the section link field.
335   unsigned int
336   do_section_link(unsigned int shndx);
337
338   // Return the section link field.
339   unsigned int
340   do_section_info(unsigned int shndx);
341
342   // Return the section alignment.
343   uint64_t
344   do_section_addralign(unsigned int shndx);
345
346   // Return the Xindex structure to use.
347   Xindex*
348   do_initialize_xindex();
349
350   // Get symbol counts.
351   void
352   do_get_global_symbol_counts(const Symbol_table*, size_t*, size_t*) const;
353
354   // Add placeholder symbols from a claimed file.
355   ld_plugin_status
356   add_symbols_from_plugin(int nsyms, const ld_plugin_symbol* syms);
357
358  protected:
359
360  private:
361 };
362
363 // This Task handles adding the symbols to the symbol table.  These
364 // tasks must be run in the same order as the arguments appear on the
365 // command line.
366
367 class Add_plugin_symbols : public Task
368 {
369  public:
370   // THIS_BLOCKER is used to prevent this task from running before the
371   // one for the previous input file.  NEXT_BLOCKER is used to prevent
372   // the next task from running.
373   Add_plugin_symbols(Symbol_table* symtab,
374                      Layout* layout,
375                      Pluginobj* obj,
376                      Task_token* this_blocker,
377                      Task_token* next_blocker)
378     : symtab_(symtab), layout_(layout), obj_(obj),
379       this_blocker_(this_blocker), next_blocker_(next_blocker)
380   { }
381
382   ~Add_plugin_symbols();
383
384   // The standard Task methods.
385
386   Task_token*
387   is_runnable();
388
389   void
390   locks(Task_locker*);
391
392   void
393   run(Workqueue*);
394
395   std::string
396   get_name() const
397   { return "Add_plugin_symbols " + this->obj_->name(); }
398
399 private:
400   Symbol_table* symtab_;
401   Layout* layout_;
402   Pluginobj* obj_;
403   Task_token* this_blocker_;
404   Task_token* next_blocker_;
405 };
406
407 // This Task handles handles the "all symbols read" event hook.
408 // The plugin may add additional input files at this time, which must
409 // be queued for reading.
410
411 class Plugin_hook : public Task
412 {
413  public:
414   Plugin_hook(const General_options& options, Input_objects* input_objects,
415               Symbol_table* symtab, Layout* layout, Dirsearch* dirpath,
416               Mapfile* mapfile, Task_token* this_blocker,
417               Task_token* next_blocker)
418     : options_(options), input_objects_(input_objects), symtab_(symtab),
419       layout_(layout), dirpath_(dirpath), mapfile_(mapfile),
420       this_blocker_(this_blocker), next_blocker_(next_blocker)
421   { }
422
423   ~Plugin_hook();
424
425   // The standard Task methods.
426
427   Task_token*
428   is_runnable();
429
430   void
431   locks(Task_locker*);
432
433   void
434   run(Workqueue*);
435
436   std::string
437   get_name() const
438   { return "Plugin_hook"; }
439
440  private:
441   // Call the plugin hook.
442   void
443   do_plugin_hook(Workqueue*);
444
445   const General_options& options_;
446   Input_objects* input_objects_;
447   Symbol_table* symtab_;
448   Layout* layout_;
449   Dirsearch* dirpath_;
450   Mapfile* mapfile_;
451   Task_token* this_blocker_;
452   Task_token* next_blocker_;
453 };
454
455 } // End namespace gold.
456
457 #endif // !defined(GOLD_PLUGIN_H)